Cefalópodes - que incluem polvos, Lula, e chocos - são mestres do disfarce. Eles podem se camuflar para corresponder com precisão ao ambiente em questão de segundos, e nenhum cientista foi capaz de reproduzir o espetáculo. Mas uma nova pesquisa de Leila Deravi, professor assistente de química e biologia química da Northeastern, nos traz um passo mais perto.

Os órgãos cromatóforos, que aparecem como centenas de sardas multicoloridas na superfície do corpo de um cefalópode, contribuir para mudanças rápidas na cor da pele. Em um artigo publicado na semana passada em Materiais Óticos Avançados , O grupo de Deravi descreve seu trabalho no isolamento dos grânulos de pigmento dentro desses órgãos para entender melhor seu papel na mudança de cor. Os pesquisadores descobriram que esses grânulos têm qualidades ópticas notáveis ​​e os usaram para fazer filmes finos e fibras que poderiam ser incorporadas aos têxteis, visores flexíveis, e futuros dispositivos de mudança de cor. O laboratório de Deravi colaborou com o Exército dos EUA Natick Soldier Research, Desenvolvimento, e Centro de Engenharia para o estudo.

Os cromatóforos vêm em tons de vermelho, amarelo, marrom, e laranja. Eles são semelhantes às sardas na pele humana que aparecem com o tempo. Mas em cefalópodes, essas sardas abrem e fecham em uma fração de segundo para dar origem a uma cor de pele continuamente reconfigurada. Abaixo dos cromatóforos está uma camada de iridóforos que atuam como um espelho. Juntos, esses órgãos refletem todas as cores da luz visível.

Ao remover partículas de pigmento individuais da lula, Deravi foi capaz de explorar a amplitude de suas capacidades como materiais estáticos. Uma partícula tem apenas 500 nanômetros de tamanho, que é 150 vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo humano. A equipe de Deravi organizou e reorganizou as partículas e descobriu que elas poderiam produzir uma paleta de cores expansiva.

"Estamos mostrando que esses pigmentos são uma ferramenta poderosa que pode produzir filmes ultrafinos que são realmente ricos em cores, "Deravi disse.

Sua equipe também descobriu que os pigmentos podem espalhar luz visível e infravermelha. Isso aumenta o brilho e a absorção de luz e afeta a forma como a cor final é percebida. E quando Deravi projetou um sistema que incluía um espelho - imitando o layout dos órgãos que as lulas têm naturalmente - ela foi capaz de realçar ainda mais a cor percebida espalhando luz através e fora dos grânulos. Este processo pode ser replicado em materiais funcionais como células solares para aumentar a absorção de luz solar, Deravi disse.

"Do ponto de vista da engenharia científica e técnica, entender como a dispersão de luz afeta a cor é muito importante, e este é um novo desenvolvimento empolgante no campo da óptica em biologia, "disse Richard Osgood, um colaborador do Exército dos EUA Natick Soldier Research, Desenvolvimento, e Centro de Engenharia. "Este é um aproveitamento incomum de conhecimentos de óptica e física em espalhamento para compreender sistemas biológicos."

Os pesquisadores fizeram carretéis de fibras com partículas de pigmento das lulas e agora estão explorando usos para o material. As fibras são tão interessantes visualmente que não é difícil imaginar tecê-las em tecidos para roupas ou outras formas de arte. Mas talvez a aplicação mais interessante possível seja vestível, telas flexíveis e têxteis que são capazes de coloração adaptativa. Osgood disse que a pesquisa pode permitir ao Exército criar novas capacidades para os soldados.

"Por mais de uma década, cientistas e engenheiros têm tentado replicar esse processo e construir esses dispositivos que podem combinar cores, mudança de cor, e camuflagem como os cefalópodes, mas muitos deles não chegam nem perto da velocidade ou gama dinâmica de cores que os animais podem exibir, "Deravi disse." Os cefalópodes evoluíram para incorporar esses grânulos de pigmento específico por uma razão, e estamos começando a entender qual é esse motivo. "